如何读懂FPGA开发过程中的Vivado时序报告?

fpga开发过程中,vivado和quartus等开发软件都会提供时序报告,以方便开发者判断自己的工程时序是否满足时序要求。
本文将详细介绍如何读懂vivado时序报告,包括报告的基本结构和如何分析报告。
一、新建工程使用vivado创建一个新的工程,添加verilog代码文件,内容如下:
创建xdc文件,并添加时序约束:
点击“generate bitestream”,开始综合、布线和生成bit文件。
综合完成后,可以在“design run”界面,看到整个工程时序满足情况,主要资源消耗、编译时间等等信息,如下图。
二、时序报告分析1、打开时序报告界面(1)方法1
点击“实现implementation”下的“report timing summary”选项。
弹出时序显示设置界面,如下图所示,点击ok。
(2)方法2
点击功能栏“∑”,在“timing”界面下,点击“implementation timing report”。
2、时序报告界面介绍timing界面左侧是时序信息总览、时钟和时序路径分类,右侧是时序信息总览详细信息,包括setup、hold以及pulse width检查最差的各10条路径。
这里有几个重要的参数信息名称:
这些参数如果为负或者颜色变为红色,则表示出现了时序违例,否则表示时序正常。
3、时序路径分析点击时序报告界面中wns的数值,如上面报告中的“5.875ns”,则会直接跳转到时序最差路径的界面。
主要参数信息含义如下:
如果slack出现红色值,且为负值,则表示出现了时序违例。
另外通过看level和fanout,可以看到路径时序违例的原因,level值过大,则表示逻辑层数太多,需要考虑将这条路径对应hdl代码分成几拍完成;如果fanout值过大,则表示该寄存器的扇出过大。
双击任意一条时序路径,以“path1”为例,即可进入该路径的时序具体信息,主要包括summary(总览)、source clock path(源时钟路径)、data path(数据路径)、destination clock path(目的时钟路径)。
这里可以查看到具体的时序布线情况,以及时序违例的原因。
三、总结时序报告是vivado中必不可少的工具,它可以帮助我们了解电路的时序性能,并找出潜在的时序问题。通过分析时序报告,我们可以确定关键路径延迟、slack和每个信号路径的延迟等信息,并找到需要优化和调整的地方。如果存在时序问题,我们可以通过修改代码、时序约束或重新布局/重分配电路来进行优化。

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